"Новая энергия" Иркутской и Братской ГЭС
Компания "ЕвроСибЭнерго" продолжает масштабную модернизацию своих сибирских гидростанций: Красноярской, Братской и Усть-Илимской. За счет реконструкции и замены основного оборудования уже к концу 2018 года они смогут производить на 1,5 млрд кВтч энергии в год больше, пропуская через турбины тот же объем воды. Этого хватит чтобы, к примеру, обеспечивать энергией Республику Тува на протяжении трех лет. А в ближайших планах – начало модернизации Иркутской ГЭС, уже объявлен конкурс на проектирование и поставку четырех новых турбин стоимостью 4 млрд рублей. Об истории двух первых гидроэлектростанций на реке Ангаре, современном положении, производственном процессе, обучении персонала и программе "Новая энергия" – в материале ИА IrkutskMedia.
"ЕвроСибЭнерго"
"ЕвроСибЭнерго" – крупнейшая частная российская энергетическая компания и одна из самых больших гидрогенерирующих компаний в мире. Установленная мощность ее электростанций — 19,7 ГВт, из которых более 15 ГВт приходится на ГЭС: Красноярскую, Братскую, Усть-Илимскую и Иркутскую в Сибири и Ондскую в Карелии. ЕвроСибЭнерго производит около 8% электроэнергии в России. Компания входит в состав ведущей российской промышленной группы En+. В декабре 2015 года "ЕвроСибЭнерго" ввела в эксплуатацию Абаканскую солнечную станцию, одну из самых больших в Сибири.
История строительства ГЭС
Начало развития гидроэнергетики было положено еще в 19-м веке с сооружения в сентябре 1896 года одной из первых гидростанций на Павловском прииске Ленского золотопромышленного района. До 1914 года в Бодайбинском уезде Иркутской области были построены еще четыре ГЭС, при этом каскад станций работал на одну сеть, его общая мощность достигла 2,8 тысячи кВт. Более того, благодаря энергии этих станций была построена первая в России электрифицированная железная дорога. В 1915 году в единую энергосистему Ленских приисков была включена тепловая электростанция, работающая на дровах, мощность которой составляла 600 кВт. Это был первый и уникальный опыт промышленного освоения Сибири.
В советские послевоенные годы было начато строительство Ангарской ТЭС (ныне ТЭЦ-1), в 1951 году состоялся пуск первой — самой мощной по тем временам в Сибири турбины. Именно Ангарская ТЭЦ-1 дала энергию на строительство первенца Ангарского каскада — Иркутской ГЭС.
Иркутская ГЭС — это не только производство электроэнергии при помощи воды. Станция одновременно еще и плотина, которая держит напор водохранилища, и регулятор стока Ангары, а также автомобильная дорога, связывающая берега реки. Сооружение впечатляет своей мощью и величием.
При строительстве сооружения использовалось около 800 тысяч кубометров бетона, из них 500 тысяч кубометров — для здания станции. В него встроены холостые водосбросы, что отличает Иркутскую ГЭС от Братской станции, у которой водосливная плотина расположена отдельно. Строительство Иркутской ГЭС и Ангарской ТЭЦ-1 и стало началом развития "большой энергетики" Приангарья. В декабре 1956 года были поставлены под нагрузку первые два гидроагрегата Иркутской ГЭС, а в январе 1959 года начато сооружение сверхмощной линии электропередачи ЛЭП-500 Иркутск-Братск протяженностью по трассе 580 км. В сентябре 1954 года в Братск приехала первая группа строителей во главе с начальником Братскгэсстроя Иваном Наймушиным, а в конце ноября 1961 года в Иркутскую энергосистему был включен в работу первый агрегат Братской ГЭС.
Развитие Иркутской энергосистемы неразрывно связано с созданием Ангарского каскада гидроэлектростанций и объединенной электроэнергетической системы Сибири и, в частности, создание системообразующих электрических сетей напряжением 500 кВ. Братская ГЭС — первенец в этом ряду, на ней были отработаны большая часть решений по конструкции оборудования, по применению локальных и системных устройств автоматики. Многие технические решения были апробированы на Братской ГЭС и затем внедрены в широкую практику в энергетике СССР.
Сооружение мощных ангарских ГЭС обеспечило формирование Иркутской энергосистемы в ее современном виде. Сегодня это часть крупнейшей частной энергетической компании России — АО "ЕвроСибЭнерго".
Современное состояние ГЭС
Общая длина железобетонного здания Иркутской ГЭС составляет 240 метров, ширина — 77 метров, максимальная высота — 56 метров. Станция мощностью 662,4 МВт ежегодно вырабатывает в среднем 4,1 млрд кВтч.
Сооружения напорного фронта (здание ГЭС с грунтовыми плотинами) длиной 2740 метров рассчитаны на максимальный напор 31 метр. Нормальный подпорный уровень (НПУ) — 457 метров. Суммарная пропускная способность турбин и водосбросов — 7040 кубометров в секунду. Допустимый максимальный расход воды по условиям состояния нижнего бьефа — 4,3 тысячи кубометров в секунду. Средний многолетний сток Ангары — 60, 2 тысячи млн кубометров, средний многолетний расход — 1920 кубометров в секунду.
В здании ГЭС, совмещенном с водосбросами, установлено восемь гидроагрегатов мощностью 82,8 МВт каждый, напряжением 13,8 кВ, которые объединены в укрупненные блоки "два генератора — повысительный трансформатор (автотрансформатор)". Выдача мощности производится по воздушным переходам на открытые распределительные устройства левого (ОРУ-110 кВ) и правого берега (ОРУ-220 кВ). Связь с энергосистемой осуществляется по высоковольтным линиям 110 и 220 кВ. Сейчас на Иркутской гидроэлектростанции работают 120 человек.
Братская ГЭС – вторая из каскада гидроэлектростанций на Ангаре, является лидером в Евразии по общему объему выпуска электроэнергии с начала пуска первого агрегата. С момента запуска она произвела более триллиона киловатт-часов чистой электроэнергии – этого бы хватило, чтобы на протяжении года обеспечивать всю страну, от Калининграда до Владивостока. В состав сооружений гидроэлектростанции входят: бетонная плотина максимальной высотой 125 метров и общей длиной 1430 метров, перекрывающая русло реки и примыкающие к нему участки берегов, здание ГЭС с водоподводящими устройствами, береговые земляные плотины общей протяженностью 3710 метров, открытые распределительные устройства 220 и 500 кВ, автодорожный и железнодорожный мостовые переходы. В здании расположено 18 гидроагрегатов с генераторами мощностью по 250 МВт, работающих при расчетном напоре 106 метров.
На Братской ГЭС работают 250 сотрудников. Всего в оперативном обслуживании станции находится семь человек. Сотрудники посменно работают по 12 часов, контролируют разного рода параметры, чтобы они были в безопасных пределах. За диспетчерским пультом трудятся два человека — дежурный электромонтер и начальник смены станции. Он отвечает за эксплуатацию всей ГЭС. В машинном зале три человека — два машиниста и дежурный инженер, который руководит ими. На распределительном устройстве — два человека. Защитить людей от воздействия опасных и вредных производственных факторов помогает спецодежда, которой обеспечен каждый работник станции.
Производственный процесс
Работа гидроэлектростанции выглядит так: вода под статическим напором поступает из водохранилища в спиральную камеру гидротурбины. Гидроагрегат условно делится на две части — механическая (сама гидротурбина) и электрическая (генератор, где и происходит превращение механической энергии вращения в электричество). Вода с высоты падает на лопасти рабочего колеса гидротурбины, оно начинает вращаться. Вращение при помощи вала попадает на ротор, он начинает вращаться и затем на статоре возникает электрическое напряжение. Оно подается на трансформаторы. И далее по воздушным переходам электрическая энергия передается на подстанции. На Иркутской ГЭС их две: 220 кВ и 110 кВ. Со станции 110 кВ отходят восемь ЛЭП (четыре на подстанции Иркутска, четыре — на Иркутский алюминиевый завод (ИркАЗ) в Шелехове). От подстанции 220 кВ две линии, это так называемая связь с энергосистемой. На Братской ГЭС подстанций также две. Пять ЛЭП-500 кВ и 20 ЛЭП-220 кВ. 70% всей вырабатываемой электроэнергии идет на обслуживание БрАЗа, 30% отдают в единую энергетическую сеть страны.
— На Иркутской ГЭС в гидроагрегатах применяют поворотно-лопастные гидротурбины, на Братской радиально-осевой тип гидротурбин. Соответственно по гидравлике они различаются, — сказал заместитель главного инженера Братской ГЭС Юрий Дворянский.
Поворотно-лопастная турбина — это реактивная турбина, лопасти которой могут поворачиваться вокруг своей оси одновременно, за счет чего регулируется ее мощность. Также мощность может регулироваться с помощью лопаток направляющего устройства. Поток воды в поворотно-лопастной турбине движется вдоль её оси. Ось турбины может располагаться как вертикально, так и горизонтально. В рабочем колесе радиально-осевых турбин поток воды сначала движется радиально (от периферии к центру), а затем в осевом направлении (на выход). Такие типы турбин применяют при напорах до 600 метров. Основным преимуществом радиально-осевых турбин является самый высокий оптимальный КПД из всех существующих типов.
Непосредственно в самом здании ГЭС располагается все энергетическое оборудование. В зависимости от назначения, оно имеет свое определенное деление. В машинном зале расположены гидроагрегаты, непосредственно преобразующие энергию потока воды в электрическую энергию. Есть еще всевозможное дополнительное оборудование, устройства управления и контроля над работой ГЭС, трансформаторная станция, распределительные устройства и многое другое.
Первый гидроагрегат Иркутской ГЭС пустили 28 декабря 1956 года, через три дня заработал второй. В 1957 году ввели в эксплуатацию четыре гидроагрегата, в 1958 году — оставшиеся два. В машинном зале Братской станции установлено 18 гидроагрегатов, с радиально-осевыми турбинами, имеющими диаметр рабочего колеса 5,5 метров и генераторами мощностью по 250 МВт. Вода к турбинам проводится по заложенным в тело плотины стальным трубопроводам диаметром семь метров.
Также в машинном зале расположены панели управления гидроагрегатами. Весь процесс автоматизирован. На экране можно посмотреть электрические характеристики оборудования, узнать, с какой нагрузкой он работает. Температура, давление, напряжение, частота тока, механические показатели — здесь все под контролем.